蒋介石无法想象毛泽东何以在如此恶劣的生存环境中保持着旺盛的斗志，有效地指挥着他的军队在全国的战场上与政府军对抗。
蒋介石一生中唯一一次到延安
蒋介石飞到了延安。
国民党军的最高统帅以占领者的姿态进入共产党人的“巢穴”，这一事件在国民党方面看来极具象征意义。于是，接到蒋介石来延安的指令后，胡宗南立即忙碌起来。飞机在西安与延安之间往来多次，洋瓷脸盆、澡盆、马桶、沙发、钢丝床、山珍海味、西餐用具以及西餐厨师等等一应俱全地被运抵贫苦的延安。八月七日上午，“美龄号”专机在延安简易机场尘土飞扬的跑道上降落，蒋介石被安排住进延安最好的边区外交宾馆里。
彭德怀部对榆林的攻击，令蒋介石深感不安。到达延安的当天下午，蒋介石亲自主持召开了旅以上军官会议，专门研究出兵增援榆林的问题。晚上，蒋介石单独与胡宗南再次研究了榆林作战问题。当胡宗南说此次共军打榆林的真正意图，也许是准备在米脂以北伏击我增援部队时，蒋介石说，今后陕北作战，不必再强调稳扎稳打了，要用急进猛打的战法，弥补以前与共军作战显露出的缺陷。蒋介石特别强调，迂回增援的整编三十六师不但要隐蔽，而且行动要快，要达到出乎共军意料的奇效。蒋介石告诫胡宗南：“陕北为主要战场，为匪之首脑所在，如不肃清，后患无穷。本令七月底肃清，现延长一个月，八月底定须肃清。”
第二天一大早，蒋介石开始在延安城里转悠。没有人知道他此时此刻的感受。在枣园，蒋介石终于看见了他的对手毛泽东曾经住过的那间窑洞，与当地农民的窑洞没有任何区别，门窗是没有油漆过的陈旧的木头做的，窑洞内墙面剥落，靠窗的那张榆木桌的桌面坑洼不平，简陋的床也是榆木钉起来的。窑洞外面的院子里有棵树，树下有个石凳，还有架纺线的纺车。随从告诉他，这间窑洞的旁边和下面，是周恩来、朱德和刘少奇等人的窑洞，这些窑洞无论外观还是内设都是一样的。尽管从一九二七年国共决裂开始，蒋介石就知道共产党人已被逼进了山林和乡村;特别是一九三四年，国民党军通过五次大规模的“围剿”占领了共产党人的首府江西瑞金，迫使他们千里万里地走向中国西部人烟稀少的地带之后，毛泽东与他的部队面临危境、身处绝境的情报从来就没有中断过。可是，此时，面对破败的延安小城和这些近乎原始的窑洞，蒋介石还是感到十分震惊。他无法想象毛泽东何以在如此恶劣的生存环境中保持着旺盛的斗志，有效地指挥着他的军队在全国的战场上与政府军对抗，并且能在这样的桌子上把文章写得既尖锐犀利而又文采飞扬。
蒋介石回到边区外交宾馆，审定了胡宗南送来的作战计划后，当天就离开了这个让他心绪不宁的地方。这是蒋介石一生中第一次也是最后一次来到延安。
毛泽东：“等敌人上来，打他三个钟头再走不迟”
此刻，指挥着百万大军的共产党中枢在国民党军的追击和围捕下，其颠沛之艰辛与危险，是当时各个战区的共产党将领以及包括蒋介石在内的国民党军将领无论如何都难以想象的--毛泽东的这段历史往事之所以令人感叹，是因为当这一小队人马在荒凉的山谷间由于命悬一线而来回转移之时，毛泽东仍旧指挥着分散在全国各个战区的部队作战，而且，各个战区的共产党将领不断地听到毛泽东发出“蒋介石很快就要完蛋了”的呼声。
小河会议之后，毛泽东一行开始向东转移。为了保密，他们的代号由“三支队”改为“九支队”。八月一日晚，毛泽东到达靖边县青阳岔，住了一夜之后，第二天在闷热的天气里继续赶路，到达横山县的小水沟村，毛泽东住进村长李文运的家里。但是，刘戡的部队很快就接近了，于是再走。下雨了，他们在一个叫石湾镇的村子里弄了点饭吃，没来得及烘烤一下衣服，就接着向肖崖则村方向行进。刘戡的部队始终跟在后面，毛泽东刚离开火石山，刘戡就进了村;毛泽东刚离开石湾镇，刘戡跟着就进了镇，这个国民党军将领总是能在毛泽东睡过觉或者歇过脚的窑洞外摆出姿势留个影。八月三日，到达肖崖则村时，毛泽东已浑身湿透，鞋里灌满了泥浆。听说刘戡的部队在石湾镇宿营了，毛泽东说：“那好，我们也陪他住下吧。”他和周恩来挤在农民李俊成的窑洞里睡了一夜。这时候，西北野战军攻击榆林的战斗打响了。九支队先到了绥德的李家崖，然后又到了黄家沟，在大雨和泥泞中不断地与刘戡的部队周旋。毛泽东盼望着攻击榆林得手的消息，但最终传来的是整编三十六师从北面的沙漠绕路增援，攻击榆林失利的报告。西北野战军从榆林撤退的那一天，毛泽东一行急促地离开了黄家沟，因为他们必须赶在国民党军前面渡过无定河，通过绥德城。在泥泞的路上走了大半夜，到达无定河边，一座九孔大桥横跨在河上，当时还有民兵守着。过桥之后，毛泽东听说要炸掉大桥，表示了不同意见，他说刘戡要用这座桥就让他用，他是暂时用用，我们可是要永远地用。抢在刘戡前面通过了绥德城，八月十四日，毛泽东一行到达米脂县的井家坪。
这天，整编三十六师离开榆林，开始全速南下。
局势陡然间危机四伏：黄河以西，无定河以东，南北约二十公里，东西约三十公里，在这样一片狭长的地带内，毛泽东已处在国民党军十几万兵力的南北夹击之中。
为了摆脱危险，也为了令彭德怀不要顾及中央放手作战，九支队决定自行转移。原定的路线是渡过无定河向西，再次返回小河村一带，绕到敌人的后面去。但是，连日大雨，河水暴涨，无法徒涉，又没有找到船只，无奈之下只好向东北方向转移。毛泽东疲惫之极，但坚持不坐担架。在陈家岔住了一晚之后，第二天过乌龙铺，继续向东。黎明时分，毛泽东到达葭芦河边，原来细小的水流现在已是一片汪洋，根本无法通过。河的两侧是高山，后面是刘戡的追击部队。毛泽东和任弼时商量了片刻，决定向西北方向前进，那里是绝壁山峰。毛泽东挥挥手说：“咱们上山！”汪东兴嘱咐战士上山不要留下任何痕迹。毛泽东说：“不用不用，竖块牌子，上面写上'毛泽东由此上山！'”山顶上有个小村庄，叫白龙庙。毛泽东往石头上一坐，说：“不走了！就在这里休息，等敌人上来，打他三个钟头再走不迟！”站在这里，可以看见远处的葭县县城，刘戡追到葭芦河边仍没找到毛泽东的踪迹，于是架起大炮开始猛轰葭县县城。
八月十八日清晨，九支队继续转移。雨下得更猛，下山的时候，被洪水推着走，大家挽着手，免得被水冲走。下到山谷里，向北走到葭芦河上游，找到河面相对较窄的地方开始架浮桥。警卫战士在湍急的河水中几次架桥都没有成功，毛泽东坐在河边石头上低头看文件。汪东兴建议将毛泽东设法弄过河去，毛泽东不愿意。在当地百姓的帮助下，浮桥终于架成了，周恩来在桥上来回走了几趟，然后让毛泽东过河。毛泽东坚持让机要人员、电台和文件先过，自己最后才上了桥。他刚一过去，轰隆一声，浮桥被洪水冲垮了。第二天，毛泽东一行到达梁家岔。
晚上二十三时，彭德怀来电：“拟于明日拂晓包围沙家店附近敌之两侧而歼灭之，因此不能到中央住地去，请中央转移到刘全塌[离梁家岔二十里]以靠近主力。”毛泽东命令九支队轻装，准备七天的干粮，把文件烧毁，准备随时向西突围。他说：“沙家店一带要打大仗，两军主力都集中在这里，地区狭小，打得好，我们转危为安，不走了;打不好，我们就往西走，出长城，进沙漠。”
形势所迫，对国民党军整编三十六师的作战，将决定共产党人在陕北的命运。
攻击在瓢泼大雨中开始。一纵和二纵首先将整编三十六师师部和一六五旅包围在沙家店地域，随之发动了猛烈的攻击。钟松对突然遭到攻击有些不知所措，立即命令部队在泥沟以北、张家坪以东迅速构筑防御工事进行抵抗，同时急令前面的第一梯队一二三旅迅速向沙家店靠拢。
战后一二三旅旅长刘子奇回忆道：
解放军由正面和右侧同时发动反攻，以压顶之势从两面高山杀下，向整第一二三旅全线阵地猛冲，有的阵地被轮番连续冲击发生白刃肉搏，死伤枕藉，干部伤亡很多，炮兵营长亦遭炮火击毙，山炮一门被击毁，两门因无炮弹已成瘫痪，骡马被打得四散乱奔。派往后面掩护并与援军联络的一个加强排也无踪无影。在战斗紧张时候，虽由西安派来三架次飞机参战，投下几枚小炸弹，对解放军丝毫没起作用。首先第三六八团阵地全部被毁，团长失踪，官兵没退回一人。由于一个团被消灭后，旅只残存三个小山头的阵地，解放军的火力更加猛烈地集中在这块狭小的阵地上，更显得锐不可当。第三六七团的大部官兵伤亡，阵地失守，电台被炮弹打得粉碎，同各方联络断绝，情况不明。各路援军均被解放军阻击未到，而解放军则不断向阵地周围拥来。这时候我看到前途已经绝望，立即带着残部突围，多次冲击俱未成功，混战到将近黄昏时，终于全军覆灭。
刘子奇突围未成被俘。
沙家店一战，西北野战军毙伤国民党军整编三十六师两千余人，俘虏四千余人，总计六千余人。西北野战军伤亡总计一千八百三十九人。战斗结束后，毛泽东、周恩来和任弼时一行亲临沙家店战场，毛泽东对官兵们说：“沙家店这一仗确实打得好，对西北战局有决定意义，最困难的时期已经过去了。”
是夜，胡宗南在日记中写道：
本夜作战会报判断匪以全力攻三十六师师部，其对五十五、一二三、一六五各旅皆为牵制隔绝，使眩感于眼前形势，不敢奋进，使三十六师师部陷于孤立而被消灭。夜不能睡。
